Descoloração de Rodamina B via reação Fenton usando nanopartículas de ferro suportadas em biomassa

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Autor Responsável: Eduardo Beraldo de Morais Data de envio 28/02/2022 Data de aceite 02/05/2022
DOI: https://doi.org/10.1590/1517-7076-RMAT-2022-0039
Descoloração de Rodamina B via reação Fenton usando nanopartículas 
de ferro suportadas em biomassa da casca de Castanha-do-Brasil
Decolorization of Rhodamine B by Fenton reaction using iron nanoparticles 
supported in Brazil nutshell biomass
Rossean Golin1, Aline Gonçalves Barbosa2 , Viviane Cristina Padilha Lopes2,
 Danila Soares Caixeta1,2, Frederico Carlos Martins de Menezes Filho3, Evandro Luiz Dall’Oglio4 
Leonardo Gomes de Vasconcelos4, Eduardo Beraldo de Morais1,2
1Universidade Federal de Mato Grosso, Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental. Avenida Fernando Corrêa da 
Costa, 2367, 78060-900, Cuiabá, MT, Brasil. 
2Universidade Federal de Mato Grosso, Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos. Avenida Fernando Corrêa da 
Costa, 2367, 78060-900, Cuiabá, MT, Brasil. 
3Universidade Federal de Viçosa, Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas. Rodovia MG 230, Km 7, 38810-000, 
Rio Paranaíba, MG, Brasil. 
4Universidade Federal de Mato Grosso, Departamento de Química. Avenida Fernando Corrêa da Costa, 2367, 78060-900, 
Cuiabá, MT, Brasil.
e-mail: golin.rossean@gmail.com, danilacaixeta@gmail.com, beraldo_morais@yahoo.com.br, barbosaaline041@gmail.com, 
vivianelops@gmail.com, frederico.menezes@ufv.br, dalloglio.evandro@gmail.com, vasconceloslg@gmail.com 
RESUMO
Neste estudo, biomassa da casca de Castanha-do-Brasil suportada com nanopartículas de ferro (BCB-NPsFe) 
foi utilizada para a descoloração do corante rodamina B (RdB) via reação catalítica de Fenton. A maior taxa de 
descoloração foi de 94,5% obtida nas condições: solução contendo 20 mg/L de RdB, 1,0 g/L de BCB-NPsFe, 
200 mM de H2O2, pH 4,0, temperatura de 45 °C e tempo de reação de 240 minutos. A taxa de mineralização da 
RdB nessas mesmas condições foi de 61,3%. Por meio da equação de Arrhenius a energia de ativação da descolo-
ração da RdB foi estimada em 36,25 kJ/mol, um valor baixo se comparado a outros estudos. A reutilização da 
BCB-NPsFe em cinco ciclos de descoloração mostrou que a descoloração da RdB não foi afetada. A BCB-NPsFe 
também foi eficiente na descoloração dos corantes verde Malaquita (97,1%), violeta cristal (87,0%), preto reativo 
B (91,2%) e vermelho reativo 239 (89,1%). Estes resultados indicaram que a BCB-NPsFe pode ser uma alterna-
tiva econômica e ambientalmente sustentável para o tratamento de águas residuárias contendo corantes. 
Palavras-chave: Corantes têxteis; Oxidação Fenton; Cinética; Resíduos.
ABSTRACT
In this study, Brazil nutshell biomass supported with iron nanoparticles (BCB-NPsFe) was used to decolorize the 
dye Rhodamine B (RdB) using Fenton catalytic reaction. Higher discoloration rate was 94.3% obtained at the 
condition: solution containing 20 mg/L RdB, 1.0 g/L BCB-NPsFe, 200 mM H2O2, pH 4.0, temperature of 45 °C, 
and reaction time of 240 minutes. The mineralization rate of RdB under these same conditions was 61.3%. 
Using the Arrhenius equation, the activation energy of RdB decolorization was estimated at 36.25 kJ/mol, a low 
value compared to other studies. The reusability of BCB-NPsFe in five decolorization cycles showed that the 
RdB decolorization was not affected. BCB-NPsFe also efficiently decolorized Malachite green (97.1%), crystal 
violet (87.0%), reactive black B (91.2%), and reactive red 239 (89.1%). These results indicated that BCB-NPsFe 
could be an economical and eco-friendly treatment strategy for wastewater containing dyes.
Keywords: Textile dyes; Fenton-like oxidation; Kinetic; Wastes.
https://doi.org/10.1590/1517-7076-RMAT-2022-0039
https://orcid.org/0000-0001-8446-9700
https://orcid.org/0000-0001-8446-9700
mailto:golin.rossean@gmail.com
mailto:danilacaixeta@gmail.com
mailto:beraldo_morais@yahoo.com.br
mailto:barbosaaline041@gmail.com
mailto:vivianelops@gmail.com
mailto:frederico.menezes@ufv.br
mailto:dalloglio.evandro@gmail.com
mailto:vasconceloslg@gmail.com
GOLIN, R.; BARBOSA, A.G.; LOPES, V.C.P., et al., revista Matéria, v.27, n.3, 2022
1. INTRODUÇÃO
O controle da contaminação das águas por poluentes orgânicos, inorgânicos e patógenos é um grande desafio 
aos pesquisadores e poder público nos dias atuais. Muitos desses poluentes são potencialmente tóxicos e podem 
trazer prejuízos aos diversos seres vivos incluindo a espécie humana. Dentre os poluentes orgânicos, os corantes 
são amplamente utilizados nas indústrias têxteis, de plástico, papel, borracha e de tintas e são responsáveis por 
problemas estéticos nos corpos hídricos devido à coloração, pela depleção do oxigênio dissolvido e redução da 
penetração de luz afetando a fotossíntese [1]. Além disso, muitos corantes e os produtos de sua degradação são 
tóxicos, mutagênicos ou carcinogênicos [2]. 
O tratamento tradicional de águas residuárias contendo corantes baseia-se principalmente em métodos 
biológicos. Entretanto, a natureza recalcitrante dos corantes devido às estruturas complexas de suas moléculas, 
podem levar a ineficiência dessa tecnologia [3]. Adsorção, radiação gama e eletrocoagulação também têm sido 
utilizados para a descoloração de corantes [4–7]. Todavia, o elevado consumo de energia elétrica, a geração de 
resíduos contendo o próprio corante e a necessidade de mão de obra especializada são algumas das desvantagens 
dessas tecnologias [8]. 
Os processos oxidativos avançados, como a reação Fenton, têm se destacado nas últimas décadas como 
uma tecnologia promissora, de baixo custo e ambientalmente sustentável para o tratamento de águas residuárias 
contendo compostos orgânicos perigosos, incluindo os corantes [9]. Na reação de Fenton, radicais altamente 
oxidantes e não seletivos como hidroxila (OH•) são usados para degradar ou até mesmo mineralizar os contami-
nantes orgânicos [10]. Os principais reagentes envolvidos na reação Fenton são peróxido de hidrogênio (H2O2) 
e catalizadores como íon Fe2+ ou nanopartículas de ferro de valência zero (NPsFe). Estes decompõem o H2O2 
gerando radicais hidroxilas responsáveis pela oxidação dos compostos orgânicos. As NPsFe possuem algumas 
vantagens frente aos íons Fe2+ já que podem ser aplicadas em uma faixa de pH mais ampla, possuem alta reativ-
idade química em sua superfície e podem ser recuperadas após o tratamento do efluente [11]. Além disso, as 
NPsFe podem também ser imobilizadas em diferentes tipos de materiais suportes diminuindo ainda mais a perda 
dos íons de ferro no efluente tratado [12]. 
A síntese das nanopartículas, incluindo as NPsFe, pode ser feita por métodos físicos e químicos como 
precipitação/coprecipitação, processos sol-gel, microemulsão e em micelas reversas e síntese hidrotermal. Tais 
métodos, entretanto, utilizam solventes e agentes estabilizantes e dispersantes que geralmente são tóxicos e 
caros, limitando sua produção em grande escala [12]. Por outro lado, a síntese biogênica de nanopartículas 
usando extratos obtidos a partir de biomassas vegetais representam uma alternativa de baixo custo e ambien-
talmente responsável. Esses extratos possuem compostos fitoquímicos que atuam como agentes redutores e 
estabilizantes das nanopartículas [13].
Resíduos vegetais oriundos das atividades agroextrativistas são abundantes no Brasil e praticamente 
sem valor econômico, e podem ser utilizados como precursores na produção de novos materiais, incluindo as 
nanopartículas. A castanheira (Bertholletia excelsa) é uma árvore nativa da América do Sul, que cresce em áreas 
bem drenadas da região amazônica (Brasil, Colômbia e Venezuela) e áreas vizinhas como Bolívia, Guiana e Peru 
[14]. O processamento da Castanha-do-Brasil gera um resíduo formado pela casca do fruto que já foi utilizado 
na produção de biossorvente e carvão ativado para a remoção de poluentes da água [14,15].
Neste estudo, nanopartículas de ferro suportadas em biomassa de casca da Castanha-do-Brasil foram 
avaliadas na descoloração do corante rodamina B (RdB) via reação Fenton. Este corante faz parteda classe 
xanteno com intensa utilização na indústria têxtil, de papel e couro, apesar de ser considerado tóxico aos seres 
vivos [16]. As influências dos fatores pH da solução de corante, concentração de H2O2 e temperatura no processo 
de descoloração foram investigados, assim como a cinética de descoloração e o possível mecanismo catalítico 
da RdB. Ademais, a aplicação das NPsFe na descoloração dos corantes verde Malaquita, violeta cristal, preto 
reativo B e vermelho reativo 239 também foi avaliada.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. Materiais
As cascas da Castanha-do-Brasil foram adquiridas da Cooperativa Mista do Guariba – COMIGUA, localizada 
no Distrito de Guariba, município de Colniza – MT. Todos os reagentes químicos utilizados foram de grau 
analítico, com exceção dos corantes preto reativo B e vermelho reativo 239, que foram utilizados em sua for-
mulação comercial. Rodamina B (fórmula molecular: C28H31ClN2O3, massa molecular: 479,00 g/mol), peróx-
ido de hidrogênio (H2O2; 29,0%, v/v), sulfato ferroso (FeSO4.7H2O, pureza mínima: 99,0%), verde Malaquita 
(C23H25ClN2, massa molecular: 467,99 g/mol), violeta cristal (C25H30ClN3, massa molecular: 408,00 g/mol), HCl 
e NaOH foram adquiridos da marca Synth. Preto reativo B e vermelho reativo 239 foram cedidos por uma 
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indústria têxtil localizada no estado de São Paulo, Brasil. Todas as soluções foram feitas com água destilada. 
O pH inicial desejado das soluções foi ajustado utilizando soluções 0,1 M de HCl ou NaOH.
2.2. Preparo da biomassa suportada com nanopartículas de ferro 
As cascas da Castanha-do-Brasil foram lavadas com água destilada para a retirada de resíduos de sua superfície 
e secas a 80 °C em estufa por 24 h. Após, elas foram trituradas em moinho elétrico e passadas em peneira padrão 
de abertura 0,149 mm. 
Para a síntese e suporte das NPsFe na casca da Castanha-do-Brasil, 10,0 g desse material foram adicio-
nados em 1,0 L de solução 0,1 M de FeSO4.7H2O, e esta foi agitada a 80 °C por 2 h em um agitador magnético. 
A alteração da coloração dessa solução de marrom claro para preto indicou a formação das nanopartículas de 
ferro. Isso ocorre porque os compostos fitoquímicos oriundos da casca da castanha podem atuar como agentes 
redutores. A biomassa da casca da Castanha-do-Brasil suportada com nanopartículas de ferro (BCB-NPsFe) foi 
então coletada por centrifugação, lavada abundantemente com água destilada e secas a 80 °C por 24 h. 
2.3. Caracterização da BCB-NPsFe
Os principais grupos funcionais presentes na superfície da BCB-NPsFe foram determinados por Espectroscopia 
de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). A análise foi feita na faixa espectral entre 4000-400 cm–1 
em um equipamento IRAffinity-1 Shimadzu. A morfologia e composição química da BCB-NPsFe foram deter-
minadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) (equipamento Jeol, modelo JSM-IT 300) acoplado ao 
sistema de EDS (Energy Dispersive System) (equipamento Balzers Union, modelo MED 010). 
2.4. Experimentos de descoloração por meio da reação Fenton
Todas os experimentos de descoloração foram conduzidos em frascos Erlenmeyer contendo 50 mL de solução 
de 20 mg/L de RdB. Esses foram agitados em incubadora do tipo shaker a 200 rpm. A influência dos parâmetros 
pH (2, 4, 6, 8 e 10), concentração de H2O2 (100, 200, 300, 400 e 500 mM) e temperatura (25, 35 e 45 °C) no pro-
cesso de descoloração foi avaliada. A concentração residual de RdB nas soluções foi determinada por meio da 
espectrofotometria em λ = 542 nm (espectrofotômetro UV-Vis Hach DR6000) após a BCB-NPsFe ser removida 
por filtração. A taxa de descoloração da RdB (D, %) foi calculada usando a Equação 1:
D(%) = co - ct
co
 × 100 (1)
onde C0 e Ct são as concentrações de RdB (mg/L) inicial e no tempo t (min), respectivamente.
2.5. Mecanismo catalítico da RdB
A avaliação do possível mecanismo catalítico da RdB foi realizada por meio do espectro UV-Vis da solução de 
RdB submetida à descoloração em diferentes tempos de reação e por meio da mineralização da RdB, determi-
nada a partir da demanda química de oxigênio (DQO) [17]. 
2.6. Análise dos resultados
Os resultados foram apresentados como médias obtidas de três repetições (triplicata) seguidas pelos desvios 
padrão. Para a análise estatística desses resultados, utilizou-se o teste t de Student quando as comparações foram 
feitas entre dois níveis de um único fator ou a análise de variância (ANOVA) seguida das comparações múltiplas 
de Tukey quando havia três ou mais níveis de um único fator. Adotou-se o nível de significância de 5%, ou seja, 
os valores de p inferiores a 0,05 foram considerados estatisticamente significativos.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1. Caracterização da BCB-NPsFe
Com base na análise do espectro de FTIR foi possível identificar as bandas e os respectivos grupos funcionais 
presentes na BCB-NPsFe (Figura 1). A banda 3325 cm–1 é atribuída ao estiramento vibracional da ligação -OH 
presente em álcoois e fenóis da estrutura de ligninocelulose da BCB-NPsFe. As bandas 2924 e 2854 cm–1 repre-
sentam a vibração assimétrica e simétrica de C-H dos grupos CH2 e CH3 [18]. As bandas 1651 e 1543 cm–1 cor-
respondem ao estiramento de C=C de anéis aromáticos da lignina. A banda 1373 cm–1 é atribuída à deformação 
angular de C-CH3, enquanto a banda 1242 cm–1 corresponde ao estiramento de C-O [12]. A banda 1056 cm–1 é 
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atribuída ao estiramento de C-O em álcoois e fenóis [19]. As bandas entre 450 e 700 cm–1 estão associadas ao 
estiramento vibracional de Fe-O, indicando a deposição de nanopartículas de ferro na superfície da biomassa da 
casca da Castanha-do-Brasil [13]. 
As análises de MEV mostraram uma morfologia irregular porosa da BCB-NPsFe (Figura 2a-c) com as 
NPsFe distribuída em sua superfície (Figura 2d). Esses resultados são consistentes com aqueles apresentados 
por SU et al. [20]. A análise de EDS mostrou que a superfície analisada da BCB-NPsFe era constituída de 
62,11% de carbono, 20,65% de oxigênio, 15,96% de ferro, 0,67% de enxofre e 0,62% de fósforo (Figura 3a). 
Figura 1: Espectro de FTIR da BCB-NPsFe.
Figura 2: Imagens de MEV da BCB-NPsFe destacando sua morfologia irregular porosa (a-c) e NPsFe em sua superfície (d).
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Figura 3: Espectro de EDS (a) e mapa de distribuição dos elementos químicos da BCB-NPsFe (b).
O mapa de distribuição dos elementos químicos mostrou uma distribuição uniforme dos elementos carbono, 
oxigênio e ferro (Figura 3b). 
3.2. Influência de diversos parâmetros na descoloração
3.2.1. Influência do pH inicial 
As águas residuárias da indústria têxtil possuem valores de pH variáveis dependendo dos corantes e proces-
sos utilizados [21]. Desse modo, é importante avaliar a influência desse parâmetro no processo oxidativo de 
Fenton a fim de otimizar o processo de descoloração. A influência de diversos valores de pH (2, 4, 6, 8 e 10) 
na descoloração da RdB foi avaliada durante o período de 120 minutos, a 25 °C. Experimentos para avaliar a 
descoloração da RdB pelo processo de adsorção nas mesmas condições também foram executados para fins de 
comparação, assim como também foi avaliado a possível descoloração em experimentos contendo somente o 
H2O2. As descolorações nos experimentos contendo apenas o peróxido de hidrogênio não foram significativas 
(< 1,6%). Como pode ser observado na Figura 4, fica evidente que a descoloração da RdB pelo processo oxi-
dativo de Fenton (BCB-NPsFe + H2O2) supera a descoloração pela adsorção nos pHs 2, 4 e 6, diferença essa 
que foi ratificada pelo teste t de Student ( p < 0,0001, p = 0,0039 e p = 0,0038 para o pHs 2, 4 e 6, respectiv-
amente). Já nos pH 8 e 10, as descolorações via Fenton e processo de adsorção não apresentaram diferenças 
significativas. 
Também é possível observar na Figura 4 que astaxas de descoloração obtidas pelo reação de Fenton para 
os valores de pHs ácidos (2, 4 e 6) foram maiores do que aquelas obtidas para os pH alcalinos (8 e 10), resulta-
dos esses que foram significativos de acordo com a análise de variância e comparações múltiplas de Tukey. Tais 
comparações também apontaram que houve diferença estatística significativa entre as taxas de descoloração 
obtidas nos pH 2 e 4 da reação de Fenton. Já a descoloração obtida para o pH 6 não diferiu daquelas dos pHs 
2 e 4 (Figura 4). A maior eficiência da BCB-NPsFe em descolorir a RdB em condições ácidas pode ser explicada 
pela oxidação do Fe0 gerando Fe2+ e Fe3+, os quais irão gerar radicais OH•. Já em valores de pHs alcalinos o 
potencial de oxidação dos radicais OH• é menor e há a formação de hidróxido de ferro que acaba se precipitando, 
removendo dessa forma os íons Fe2+ e Fe3+ da solução [21,22].
3.2.2. Influência da concentração de H2O2
A concentração de H2O2 também é um fator que pode influenciar significativamente a degradação dos compos-
tos orgânicos em processos oxidativos de Fenton uma vez que está relacionado com a quantidade de radicais 
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hidroxilas liberados no processo [23]. A descoloração da RdB teve um aumento significativo ( p < 0,05) de 47,7 
para 61,0% quando a concentração de H2O2 passou de 100 para 200 mM (Figura 5), provavelmente devido a 
maior quantidade de OH• liberada no sistema. O aumento da concentração de H2O2 para 300, 400 e 500 mM, 
entretanto, não ocasionou incremento na taxa de descoloração. Em altas concentrações de H2O2, o excesso de 
peróxido pode atuar como sequestrante de radicais hidroxila levando a geração de radical hidroperoxila (HO2¯), 
o qual possui menor poder oxidante, impedindo o aumento na taxa de descoloração [24].
3.2.3. Influência da temperatura, cinética de descoloração e energia de ativação
A influência de diferentes valores de temperatura (25, 35 e 45 °C) no processo de descoloração da RdB foi avali-
ada em experimentos contendo solução de 20 mg/L de RdB, pH 4, 200 mM de H2O2, 1,0 g/L de BCB-NPsFe 
(Figura 5). Com o aumento da temperatura, houve o aumento da descoloração da RdB, o qual foi significativo 
de acordo com a análise de variância (p < 0,0001). As porcentagens de descoloração nas temperaturas 25, 
35 e 45 °C, após 240 minutos, foram de 72,2, 88,8 e 94,3%, respectivamente (Figura 6). Isso é devido a maior 
Figura 4: Influência do pH na descoloração da RdB por BCB-NPsFe (Condições do experimento: [RdB] = 20 mg/L, [H2O2] = 
200 mM, [BCB-NPsFe] = 1,0 g/L, T = 25 °C, tempo de reação = 120 min). * Indica diferença significativa entre as taxas de des-
coloração pelos processos Fenton e de adsorção segundo o teste t de Student no nível de significância de 5%. Letras diferentes 
indicam diferenças significativas entre a taxa de descoloração obtidas em diversos valores de pH segundo a ANOVA seguida 
pelo teste de Tukey no nível de significância de 5%.
Figura 5: Influência da concentração de H2O2 na descoloração da RdB por BCB-NPsFe (Condições do experimento: [RdB] = 
20 mg/L, pH = 4, [BCB-NPsFe] = 1,0 g/L, T = 25 °C, tempo de reação = 120 min). Letras diferentes indicam diferenças signif-
icativas entre a taxa de descoloração segundo a ANOVA seguida pelo teste de Tukey no nível de significância de 5%.
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produção de radicais OH• em temperaturas mais elevadas em decorrência do aumento da frequência de colisão 
entre as moléculas de H2O2 e BCB-NPsFe. Da mesma maneira, as moléculas de RdB também colidem mais 
facilmente aos radicais OH• resultando em maiores taxas de descoloração [22]. 
De acordo com estudos prévios [25–27], a dinâmica de descoloração da RdB pode ser descrita por modelo 
cinético de pseudo-primeira ordem. O modelo é expresso pela Equação 2: 
 ln ct
co
 = -kt (2)
onde C0 e Ct são as concentrações de RdB (mg/L) inicial e no tempo t (min), respectivamente, e k é a constante 
de pseudo-primeira ordem (min–1). 
Como era de se esperar, as constantes de pseudo-primeira ordem tiveram um aumento com o aumento da 
temperatura (Figura 7). Para as temperaturas 25, 35 e 45 °C os valores de k foram 0,0048, 0,0089 e 0,0120 min–1, 
respectivamente. Os valores do coeficiente de determinação (R2) de 0,955, 0,987 e 0,963 para as temperaturas de 
25, 35 e 45 °C indicaram o bom ajuste dos dados pelo modelo de pseudo-primeira ordem. 
Figura 6: Influência da temperatura na descoloração da RdB por BCB-NPsFe (Condições do experimento: [RdB] = 20 mg/L, 
pH = 4, [H2O2] = 200 mg/L, [BCB-NPsFe] = 1,0 g/L, tempo de reação = 240 min).
Figura 7: Curvas obtidas para a descoloração da RdB a partir do modelo cinético de pseudo-primeira ordem em diferentes 
temperaturas (Condições do experimento: [RdB] = 20 mg/L, pH = 4, [H2O2] = 200 mM, [BCB-NPsFe] = 1,0 g/L, tempo de 
reação = 240 min).
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A energia de ativação para a descoloração da RdB foi calculada a partir das constantes de pseudo- primeira 
(k) usando a equação de Arrhenius (Equação 3):
 lnk = lnA0 - 
Ea
RT
 (3)
onde A0 é o fator pré-exponencial, Ea a energia de ativação (J/mol), R é a constante universal dos gases (8,314 J/mol K) 
e T é a temperatura (K). O valor de Ea foi 36,25 kJ/mol, calculado a partir do gráfico lnk versus 1/T (Figura 8). Este 
valor da energia de ativação é menor do que o reportado em outros estudos de descoloração da RdB pela reação 
Fenton. Por exemplo, BRITON et al. [10] reportaram uma energia de ativação de 55,2 kJ/mol durante a degradação 
da RdB por carvão ativado funcionalizado com nanopartículas de ferro, enquanto que GAN e LI [28], usando sílica 
derivada da casca de arroz impregnada com ferro encontraram uma energia de ativação de 82,53 kJ/mol, para a 
degradação do mesmo corante.
3.3. Mecanismo catalítico da RdB
A Figura 9 apresenta os espectros UV-Vis da solução de RdB submetida à descoloração pela NPsFe em dife-
rentes tempos de reação. A principal banda de absorção situada em 553 nm é atribuída ao grupo cromóforo de 
corantes da classe xanteno, enquanto as bandas 354 e 258 nm correspondem à fração aromática do corante [29]. 
Figura 8: Representação gráfica da equação de Arrhenius para a descoloração da RdB.
Figura 9: Espectros UV-Vis da solução de RdB submetida a descoloração por NPsFe em diferentes tempos de reação e estru-
tura molecular da RdB. (Condições do experimento: [RdB] = 20 mg/L, pH = 4, [H2O2] = 200 mM, [BCB-NPsFe] = 1,0 g/L, 
temperatura = 45 °C).
GOLIN, R.; BARBOSA, A.G.; LOPES, V.C.P., et al., revista Matéria, v.27, n.3, 2022
Figura 10: Descoloração da RdB pela reação de Fenton reutilizando a BCB-NPsFe em ciclos sequenciais (Condições do 
experimento: [RdB] = 20 mg/L, [H2O2] = 200 mM, [BCB-NPsFe] = 1 g/L, T = 45 °C, tempo de reação = 240 min).
A descoloração da RdB pelo processo Fenton normalmente se inicia pela N-desetilação e clivagem do grupo 
cromóforo o que pode ser constatado pela expressiva redução da banda 553 nm [10,30]. Paralelamente, também 
foi observado a redução das bandas espectrais da região do ultravioleta (354 e 258 nm), indicando a destruição 
dos núcleos benzênicos da RdB. Em relação à remoção de matéria orgânica, estimada pela DQO, observou que 
este parâmetro foi reduzido de 39,6 ± 4,9 mg/L para 15,3 ± 4,2 mg/L, ou seja, uma redução de 61,3 %, indicando 
que a RdB foi parcialmente mineralizada.
3.4. Reutilização das BCB-NPsFe em novos ciclos de descoloração
A reutilização da BCB-NPsFe em novos ciclos de descoloração foi avaliada. Para isso, a BCB-NPsFe foi coletada após 
o final de cada ciclo, lavada com água destilada em abundância e seca a 80 °C por 24 h antes de iniciar um novo ciclo. 
Os resultados apresentados na Figura 10 demonstraram que as taxas de descoloração da RdB não sofreram altera-
ções estatisticamente significativas ( p = 0,2625) mesmo após cinco ciclos sequenciais.Esse resultado é importante 
do ponto de vista de aplicação prática uma vez que a BCB-NPsFe poderá ser reutilizada no processo de descoloração.
3.5. Descoloração de outros corantes
A descoloração de outros corantes de classes diferentes da RdB também foi avaliada em experimentos con-
tendo 20 mg/L do corante, 200 mM de H2O2, 1,0 g/L de BCB-NPsFe, pH 4 e 45 °C (Figura 11). As taxas de 
Figura 11: Descoloração de outros corantes pela reação de Fenton usando BCB-NPsFe (Condições do experimento: [corante] = 
20 mg/L, [H2O2] = 200 mM, [BCB-NPsFe] = 1,0 g/L, T = 45 °C, tempo de reação = 240 min). Letras diferentes indicam diferenças 
significativas entre as taxas de descoloração segundo a ANOVA seguida pelo teste de Tukey no nível de significância de 5%.
GOLIN, R.; BARBOSA, A.G.; LOPES, V.C.P., et al., revista Matéria, v.27, n.3, 2022
 descoloração foram 97,1 e 87,0% para os corantes da classe dos trifenilmetanos verde Malaquita e violeta 
cristal, respectivamente, e 91,2 e 89,1% para os corantes da classe azo preto reativo B e vermelho reativo 239, 
respectivamente, após um período de reação de 240 minutos. Para fins de comparação, nas mesmas condições 
94,3% da RdB foram descoloridos. Do ponto de vista de aplicabilidade, estes resultados demostraram o poten-
cial catalítico da BCB-NPsFe em degradar uma variedade de corantes, proporcionando uma possível alternativa 
para sua utilização em efluentes industriais reais. 
4. CONCLUSÕES
Neste estudo, nanopartículas de ferro suportadas em biomassa da casca de Castanha-do-Brasil foram eficiente-
mente utilizadas para a descoloração e mineralização do corante RdB via reação Fenton. A avaliação da influência 
de diferentes parâmetros apontou a descoloração máxima de 94,3% deste corante para uma solução de 20 mg/L 
de RdB, pH 4,0, 1,0 g/L de BCB-NPsFe, 200 mM de H2O2 e temperatura de 45 °C. Os dados de descoloração se 
ajustaram ao modelo cinético de pseudo-primeira ordem e a energia de ativação da descoloração foi estimada em 
36,25 kJ/mol. Também foram demonstrados a potencialidade da reutilização da BCB-NPsFe em novos ciclos de 
descoloração e a sua capacidade de descolorir corantes de outras classes (verde Malaquita, violeta cristal, preto 
reativo B e vermelho reativo 239). Assim, a BCB-NPsFe pode ser uma alternativa eficiente e sustentável para 
o tratamento de águas residuárias contendo corantes. Sugere-se a realização de estudos ecotoxicológicos para a 
avaliação de possíveis efeitos adversos da solução descolorida.
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